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A2B7型贮氢合金相结构及电化学性能研究

许剑轶 , 阎汝煦 , 罗永春 , 陈江平 , 王瑞芬 , 张胤

稀有金属材料与工程

采用感应熔炼方法制备La0.75Mg0.25Ni3.5-xMnx(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)四元贮氢合金,系统地研究合金B侧Mn对Ni部分替代对合金相结构及电化学性能的影响.XRD分析表明,La0.75Mg0.25Ni3.5-xMnx由La2Ni7相(包括Gd2Co7型高温相和Ce2Ni7型低温相)组成.此外,Mn的加入,使该类合金中出现LaNi5相,但是在含Mn量较高(x=0.15,0.2)的合金中LaNi5相消失.电化学测试表明,随Mn含量的增加,合金电极活化次数变化不大,合金电极的最大放电容量减小,高倍率放电性能、交换电流密度变差,循环稳定性、极限电流密度均得到明显的改善.

关键词: A2B7型贮氢合金 , Mn替代Ni , 晶体结构 , 电化学性能

A2B7型La0.75Mg0.25Ni3.5-xFex(x=0~0.3)贮氢合金相结构及电化学性能研究

许剑轶 , 阎汝煦 , 罗永春 , 张胤 , 陈江平

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2009.03.007

采用感应熔炼方法制备了La0.75Mg0.25Ni3.5-xFex(x=0.0.05,0.1,0.2,0.3)四元贮氢合金,系统地研究了合金B侧Fe对Ni部分替代对合金相结构及电化学性能的影响.X射线衍射(XRD)分析表明,La0.75Mg0.25Ni3.5-xFex由(La,Mg)2Ni7相(包括Gd2Co7型高温相和Ce2Ni7型低温相)组成.此外,随着Fe元素的加入,该类合金中出现CaCu5型LaNi5相,且随着Fe含量的增加而增多.电化学测试表明,随Fe含量的增加,合金电极活化次数变化不大,而其最大放电容量呈现先增后减的趋势,合金的最大放电容量由x=0.05时的376.21 mAh·g -1下降到x=0.3时的340.89 mAh·g-1;合金的高倍率放电性能随着Fe含量的增加而降低,当电流密度为900 mA·g-1时,合金的高倍率放电性能由83.66%(x=0)减小到62.23%(x=0.3);循环稳定性先增加后下降.

关键词: A2B7型贮氢合金 , Fe替代 , 晶体结构 , 电化学性能

退火处理对La1.5Mg0.5Ni7.0贮氢合金相结构和电化学性能的影响

陈江平 , 罗永春 , 张法亮 , 阎汝煦 , 康家晨 , 陈剑虹

稀有金属材料与工程

研究了退火温度对A2B7型La1.5Mg0.5Ni7.0合金的相结构和电化学性能的影响.结果表明:铸态合金由LaNi5相、LaMgNi4相、(La,Mg)Ni3相以及Gd2Co7型相组成,退火处理后,合金由Gd2Co7型相、Ce2Ni7型相和PuNi3型(La,Mg)Ni3相组成;随着退火温度升高,PuNi3型相的丰度减小,Ce2Ni7型相的丰度增加,(La,Mg)Ni3相的a轴参数、c轴参数和晶胞体积均增大;经1073K保温24 h退火后,合金电极具有最高的放电容量(391.2mAh/g),退火温度升高,合金的最大放电容量略有降低;合金电极的循环稳定性随着退火温度的升高不断提高,在1173 K时合金电极经150次循环后其电极容量保持率C150/Cmax=82%:合金的高倍率放电性能(HRD)随退火温度升高略有增加,在1173 K时,合金电极的HRD最好(HRD900=89.0%);交换电流密度I0、极限电流密度IL及氢扩散系数D随着退火温度的升高而增大.

关键词: A2B7型贮氢合金 , 退火热处理 , 相结构 , 电化学性能

Co替代Ni对A2B7型贮氢电极合金相结构及电化学性能的影响

许剑轶 , 阎汝煦 , 罗永春 , 张胤 , 陈江平

稀土 doi:10.3969/j.issn.1004-0277.2011.05.015

采用感应熔炼方法制备了La0.75Mg0.25Ni3.5-xCox(x=0,0.25,0.75,1)四元贮氢合金,系统地研究了合金B侧Co对Ni部分替代对合金相结构及电化学性能的影响.X衍射(XRD)分析表明,La0.75Mg0.25Ni3.5-xCox由(La,Mg)2Ni-7相(包括Gd2 Co7型高温相和Ce2 Ni7型低温相)组成.此外,随着Co元素的加入,该类合金中出现CaCu5型LaNi5相.电化学测试表明,随Co含量的增加,合金电极活化次数增大,合金电极的最大放电容量增大,合金的最大放电容量由x =0.25时的376.53 mAh/g增加到x=1时的401.62mAh/g,氢扩散系数增大,循环稳定性变差,合金的高倍率放电性能降低,Co含量对合金电极高倍率放电性能HRD值的影响与对合金电极交换电流密度的影响趋势一致,这表明电极合金表面的电化学反应对合金的动力学性能影响更大.

关键词: A2B7型贮氢合金 , Co替代 , 晶体结构 , 电化学性能

球磨包覆镍对A2B7型合金电极电化学性能影响的研究

田晓光 , 周东辉

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2010.06.006

为进一步改善A2B7型贮氢合金电极的电化学性能,以La0.75Mg0.25Ni3.44Al0.06为研究对象,用未包覆合金粉末和球磨包覆镍处理不同时间的合金粉末制备合金电极,研究了合金电极的电化学性能和动力学性能.结果表明:合金粉末经球磨包覆镍处理后制得的合金电极,其活化性能及循环稳定性有所提高;球磨包覆镍处理可提高合金电极的交换电流密度J0,改善其电催化活性,降低电化学阻抗,加快电荷迁移速率,从而提高合金电极的高倍率放电能力.

关键词: A2B7型贮氢合金 , 合金电极 , 球磨包覆镍 , 电化学性能

A2B7型La0.75Mg0.25Ni3.5-xAlx(x=0~0.3)合金相结构及电化学性能

许剑轶 , 闫汝煦 , 王大辉 , 罗永春 , 徐广胜 , 康龙

稀有金属材料与工程

采用感应熔炼方法制备了A2B7型La0.75Mg0.25Ni3.5-xAlx(x=0,0.02,0.06 0.1,0.3)四元贮氢合金,系统研究了Al元素部分替代Ni对A2B7型La0.75Mg0.25Ni3.5合金相结构及电化学性能的影响.X射线衍射(Xrd)分析表明:La0.75Mg0.25Ni3.5由单一La2Ni7相组成;Al元素加入后,开始出现cacu5型LaNi5相,当x=0.3时,LaNi5相成为合金的主相.Rietveld分析表明:随着Al含量的增加,LaNi5相逐渐增多,Al的加入利于CaCu5型LaNi5相的形成.电化学测试表明:Al替代Ni对A2B7型合金La0.75Mg0.25Ni3.5电极活化性能影响不大;而最大放电容量随Al在La0.75Mg0.25Ni3.5-xAlx合金中替代量的增加而减小. 当放电电流密度为1600 Ma/g时,合金的倍率放电性能由68.8%(x=0)增加到81.16%(x=0.1)然后减小到65.67%(x=0.3).此外,La0.75Mg0.25Ni3.5-xAlx合金电极循环稳定性先增加而后下降.x=0.06时合金电极容量保持率最大(S100=85.21.%).

关键词: A2B7型贮氢合金 , Al替代 , 晶体结构 , 电化学性能

热处理对A2B7型La0.6Sm0.15Nd0.1Mg0.15Ni3.4Al0.1贮氢合金微观结构和电化学性能的影响

刘黎黎 , 闫慧忠 , 曹慧 , 吉力强 , 刘阳 , 姜传博

稀土 doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201602020

采用感应熔炼法制备了La0.6Sm0.15Nd0.1Mg0.15Ni3.4Al0.1合金,研究了在975℃下经不同时间(t=0、12h、24h和48 h)热处理对合金相结构及电化学性能的影响.X射线衍射(XRD)分析表明,熔炼得到的La0.6Sm0.15Nd0.1Mg0.15Ni3.4Al0.1合金由CaCu5型、Ce2Ni7型和Gd2Co7型三种晶体结构构成,t=24h时,合金中仅存在Ce2Ni7型晶体结构.元素分析表明,合金相结构的转变是由于在热处理过程中,合金构成元素的扩散以及Mg元素的烧损造成的.电化学测试表明,随热处理时间的增加,合金电极活化次数变化不大,而最大放电容量、高倍率放电性能呈现先增加后降低的趋势,其中,t=24h时合金的最大放电容量为363.81 mAh/g,电流密度为1600 mA/g时合金的高倍率放电性能达到92.65%.

关键词: La-Mg-Ni系贮氢合金 , A2B7型贮氢合金 , 热处理时间 , 晶体结构 , 电化学性能

化学镀铜对贮氢合金La0.75Mg0.25Ni3.2Co0.2Al0.1电极性能的影响

王瑞芬 , 张胤 , 许剑轶 , 张羊换

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.05.009

采用化学镀铜的方法,对A2B7型贮氢合金La0.75Mg0.25Ni3.2Co0.2Al0.1进行表面包覆处理,系统研究了不同温度下表面包覆铜对La0.75Mg0.25Ni32Co0.2A10.1合金电极电化学性能的影响.结果表明:与未包覆相比,包覆后合金电极的高倍率放电性能、交换电流密度、氢的扩散速率和循环寿命均得到明显的提高,并且随着镀铜反应温度的升高而增大,但合金电极的最大放电容量有所降低.

关键词: A2B7型贮氢合金 , 化学镀铜 , 电化学性能

高容量LaMgNi贮氢合金的制备与性能研究

张树雄 , 宋波 , 毛璟红 , 王福明

稀土 doi:10.3969/j.issn.1004-0277.2008.03.012

利用真空熔炼和真空薄带速凝工艺制备了A2B7型Mm1-xMgx(NiCoAl)3.5(Mm:La,Ce,Pr,Nd)贮氢合金并研究了合金组织结构和电化学特性.SEM分析表明,真空速凝薄片合金有较小的晶粒组成,成分均匀.电化学测试表明,该合金活化性能好,最大放电容量达355.4mAh/g,具有良好的充放电循环稳定性和较好的高倍率充放电能力.利用真空薄带速凝工艺,可生产高容量A2B7型贮氢合金,合金的综合性能接近实用化、产业化的要求.

关键词: 真空薄带速凝 , A2B7型贮氢合金 , 电化学性能

化学镀镍对A2B7型贮氢合金电极电化学性能的影响

田晓光 , 孙延伟 , 周东辉

金属功能材料

本文对气态粉化后A2B7型贮氢合金La0.75Mg0.25Ni3.44Al0.06进行化学镀不同厚度Ni包覆处理.通过SEM观察,结果表明,包覆处理后镀层镍为球形颗粒且均匀弥散于合金表面.电化学测试结果表明,表面包覆镍处理的A2B7型合金电极放电容量有所降低,而循环稳定性有所提高.线性极化扫描和电化学阻抗谱等分析结果表明,表面包覆Ni处理后增大了合金电极的交换电流密度(I0),减小了电化学阻抗,改善了合金电极的动力学性能.

关键词: A2B7型贮氢合金 , 化学镀镍 , 电化学性能

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